SE434241B - Forfarande for forbettring av en varmsvetsfog i strengform, bildad mellan tva termoplaststycken - Google Patents

Description

UT 10 2C 25 30 35 RO 7813035-8 slipning i ett område omkring fogen mellan de bundna kanterna eller genom att strängen skars bort. Detta följdes av ett poleringssteg.

Vid många tillämpningar är emellertid integriteten, till- förlitligheten och varaktigheten av svetsen eller förbindelsen av väsentlig betydelse. Såsom ett exempel kan nämnas att när termo- plaströr bíndes till varandra med en varmsvets är det mycket vä- psentligt att svetsen uppvisar erforderlig hållfasthet och varak- tighet för ändamål innefattande transport av fluider under varie- rande temperaturer och tryck i en omgivning som kan vara utsatt för väsentliga vibrationer. Såsom ett andra exempel kan nämnas att en del batteriglas framställes genom varmsvetsningsteknik.

Dessa batteriglas innehåller en flytande elektrolyt och uppbär en serie av tunga elektroder. När de anordnats på plats utsättes batteriglasen för vibrationer och ibland för chockimpulskrafter och följaktligen måste svetsfogarna uppvisa en väsentlig hållfast- het och livslängd för att förbli användbara under en lång tids- period.

För att testa integriteten och tillförlitligheten av dessa svetsar har ett antal metoder utvecklats. En metod innebär att ett mycket starkt elektromagnetiskt fält upprättas över svetsen varvid det fastställes om dielektriska störningar inträffar. Om det finns små porer och/eller.sprickor i svetsen kommer den di- elektriska hållfastheten av svetsen att reduceras och vid upprät- tandet av det elektromagnetiska fältet över svetsen alstras en gnista.

En annan metod för testning av integriteten och tillför- litligheten av svetsar innebär att en mekanisk impulskraft alst- ras mot svetsen för att dess brottresistens skall bestämmas.

Inom batteriglasindustrin åstadkommas detta genom att en vikt i form av ett spjut får falla från ett i förväg bestämt avstånd på svetsen så att en mycket hög punkttryckdifferential bildas Naturligtvis kan andra slagmetoder användas be- Dessa över svetsen. roende på utformningskraven för den färdiga produkten. metoder för mätning av tillförlitligheten och hållfastheten av svetsar har visat sig vara användbara för många ändamål då inte- ' griteten av en svetsfog är av kritisk betydelse.

Med användning av dessa och andra kända testmetoder har det visat sig att bildandet av varmsvetsar genom enkel upphett- ning av kanterna av termoplastmaterial som skall sammanbindas och efterföljande tryckning av kanterna mot varandra så att svet- i\|°\I)TJWR *j\l 13 p; \Jl 20 BO \1~| UI H0 auAuTv '7813035-8 sen bildas medför en minskande draghållfasthet för materialet vid svetsfogen; dvs materialets draghållfasthet vid svetsfogen kan va- ra 55 % av draghållfastheten av utgångsmaterialet eller lägre.

Dessutom kan den utsträckning varmed det dielektriska testet miss- lyckas som bestämmes genom att ett starkt elektromagnetiskt fält alstras över svetsen ökas så mycket som 100 gånger i jämförelse med den utsträckning varmed det dielektriska testet misslyckas för utgângsmaterialet. Vidare har slaghållfastheten för sådana svetsar, när materialen testats genom att en spjutvikt får falla på svetsen, visat sig reduceras väsentligt i jämförelse med ut- gångsmaterialet och slaghållfastheten varierade dessutom avsevärt vid olika punkter längs svetsarna och från en svets till en annan varigenom svetsens totala tillförlitlighet försämras. Vidare re- duceras bockningshållfastheteng speciellt böjhâllfastheten vid nedböjning, för svetsen omkring svetsaxeln väsentligt.

Uppfinningen avser följaktligen ett förbättrat förfarande för bindning av termoplastmaterial till varandra varvid bindningens hâllfastnet och tillförlitlighet förbättras.

Vidare avser uppfinningen en förbättrad apparat för bind- ning av termoplastmaterial till varandra.

Uppfinningen avser följaktligen ett förbättrat förfarande och en förbättrad apparat för bindning av termoplastmaterial till varandra. Förfarandet innefattar steg varvid kanterna av termo- plastmaterialen upphettas till åtminstone smälttemperaturerna.

De upphettade kanterna pressas därefter mot varandra varigenom En sträng bildas till följd av trycket av de två termoplastmaterialen som ligger an mot varandra varvid en svetsfog bildas. strängen bildas längs svetsfogen. Därefter (1) upphettas svets- fogen till åtminstone omkring dess smälttemperatur, eventuellt vid förhöjt tryck, och därefter (2) kyles den snabbt så att de fysikaliska egenskaperna avseende slaghållfasthet, dielektrisk hållfasthet och nedtryckningsböjhållfasthet för plastmaterialet i närheten av svetsfogen förbättras._ Apparaten innefattar känd utrustning för upphettning och färenande av kanterna av termoplastmaterialen så att en svetsfog bildas. Den förbättrade apparaten enligt uppfinningen innefattar en materialremsa som kan upphettas och kylas relativt snabbt.

Remsan som företrädesvis har formen av svetsfogen uppbäres genom ett isolerande material som uppvisar ett nätverk av fördjupning- ar över hela ytan därav som uppbär remsan. Remsan kan upphettas, _ _ .l-._._.._.__........_....._...___...__-.___......_.. 10 15 20 25 30 35 H0 *Det upphettade igenom att omgivningsluft suges över fogområdet och remsan genom 7813035-8 exempelvis genom en elektrisk ström och kyles genom att luft från området som omger remsan suges genom nätverket av fördjupningar a_och.ut därifrån genom en vakuumpump. fVid drift pressas materialremsan efter det att svetsfogen har bildats mot svetsfogen som har bildats under svetsningssteget och upphettas till omkring smälttemperaturen för plastmaterialet. svetsfogområdet och remsan kyles därefter snabbt nätverket av fördjupningar. När plastmaterialet har svalnat i tillräcklig utsträckning avlägsnas remsan från plastmaterialet.

Uppfinningen förklaras närmare med hänvisning till före- dragna utföringsformer därav som visas på de bifogade ritningarna, varpå fig l visar i förenklad form en svetsfog uppvisande en rundad sträng som bildats på vardera sidan av svetsen; fig 2 visar en förenklad perspektivvy av en utföringsform av apparaten som användes för uppnående av förbättrad varmplattsvetsning; fig 3 vi- sar en perspektivvy av en föredragen utföringsform av apparat för uppnâende av en förbättrad varmplattsvets; fig N visar en sidotvär- sníttsvy i förstorad skala av apparaten i fig 3; fig 5 visar en förstorad sektionsvy av en svets som framställts enligt föreliggan- de förfarande; fig 6 visar en tvärsnittsvy av en förenklad apparat med användning av utföringsformen i fig 3; fig 7 visar två ändsek- tioner som kan svetsas samman så att ett batteriglas bildas; fig 8 visar en sidovy i höjdled av batteriglaset som bildats genom sam- mansvetsning av de två ändsektionerna som visas i fig 7; och fig 9 visar en planvy av batteriglaset i fig 8.

I fig l visas en tvärsnittsvy av en svetsfog som bildats genom upphettning av respektive kanter l0 och 12 av två stycken termoplastmaterial. Efter det att respektive kanter har upphettats till smälttemperaturen därför eller tills de blivit plastiska pres- sas kanterna mot varandra så att en svetsfog bildas. Trycket på de smälta plastiska kanterna av termoplastmaterialet som uppstår genom att kanterna tvingas mot varandra ger upphov till en rundad sträng ll på vardera sidan av svetsen. och 15' nära vardera kanten 10 och 12 belyser på ett förenklat sätt den del av termoplastmaterialet som upphettats på nytt under De streckade linjerna 13 svetsförloppet. Svetsfel som fastställes med ovannämnda spjutslag- testförfarande uppträder ofta mellan och längs respektive gräns- linjer 15 mellan de på nytt upphettade partierna 13 och de icke upphettade partierna 17 av termoplastmaterialet. ln 20 R) UI BO Å0 r-í? g, _ uuALn-Y va1so3s-a Svetsfel som fastställes genom spjutslagtestförfarandet in- dikerar att termoplastmateríalet är skörare och mindre tänjbart än utgângsmaterialet. Fastän minskad draghâllfasthet för materia- let har noterats i svetsfogen utgör skörhet och minskad tänjbar- het för materialet vid svetsfogen i jämförelse med utgângsmateria- let allvarligare sidoeffekter med svetsförloppet. Dessutom känne- tecknas materialet vid fogen av en mycket högre grad av misslyckade dielektriska test med hänsyn till dielektriska krav inom industrin än vad utgångsmaterialen gör.

Olika skäl har föreslagits för variationerna i svetsfog- slagnållfasthet vid de svetsade förbindelserna, nämligen (l) att molekylviktsfördelningen i termoplastmaterialet kan påverka svets- fogslaghâllfastheten och kan ge upphov tiU.variationerna; (2) att materialet har oxiderats under svetsningen och följaktligen blivit skörare; och (3) att materialets kristallina struktur i och i när- heten av svetslinjen har blivit grövre på grund av svetsningsupp- hectningen. Emellertid har man ej kunnat fastställa att någon av eller en kombination av dessa effekter skulle medföra en minskning av slaghållfastheten för termoplastmaterialen vid svetsfogen.

Enligt uppfinningen har det visat sig att slaghâllfastheten för materialet vid svetsfogen kan ökas och att felfrekvensen i det dielektriska testet för materialet vid svetsförbindelsen kan vä- sentligen elimineras, genom (l) upphettning av materialet vid svetsfogen till en temperatur åtminstone omkring smälttemperatu- ren för termoplastmaterialet, eventuellt vid förhöjt tryck, och genom (2) snabbkylning av den upphettade fogen till en temperatur som åtminstone är lägre än smälttemperaturen. När två termoplast- materialstycken svetsas uppträder såsom påpekats ovan en sträng längs åtminstone ena sidan av den svetsade förbindelsen. Enligt föreliggande förfarande kan strängen avlägsnas före stegen inne- fattande upphettning och snabbkylning men företrädesvis avlägsnas den ej.

Den exakta upphettningstemperaturen beror på exakt vilka termoplastmaterial som har svetsats och kan exempelvis vara så låg som l50°C för grenad polyeten och kan vara upp till ü80°C när termoplasten utgöres av en högdensitetspolyetentermoplast.

Detta innebär att den exakta upphettningstemperaturen beror på smälttemperaturen av termoplastmaterialen, dvs den temperatur var- vid det övergår i smält form. Såsom en praktisk vägledning kan den exakta upphettningstemperaturen bestämmas för en specifik ter- b: \J1 7813035-8 zcolast genom utväljande av den temperatur vid vilken tillräcklig g sker inom en tidsperiod av upp till cirka 25 sekunder.

Tryck anbringas på svetsfogen under upphettningssteget el- ler efter upphettningssteget. Trycket måste vara tillräckligt högt för att materialet vid svetsfogen skall bli fullständigt plant. ,I praktiken kan trycket variera höggradigt beroende på den apparat och de temperaturer som användes och kan variera från 0,14 till 0,62 MPa. Om strängen som bildas vid svetsfogen ej av- lägsnas måste trycket vara tillräckligt för att krossa strängen mot svetsfogen tills den är väsentligen plan. Enligt en föredra- gen utföringsform anbringas företrädesvis tryck under upphettnings- steget och den kombinerade effekten av värme- och tryckbetingel- serna är tillräcklig för att krossa strängen.tills den är väsent- ligen plan.

Efter tryckbehandlingen snabbkyles den upphettade svetsfo- gen omedelbart. Snabbkylning innefattar snabb kylning av den upp- nettade svetsfogen till en temperatur som åtminstone är lägre än snältpunkten för termoplastmaterialet, och företrädesvis till en temperatur vid vilken termoplasten ej uppvisar adhesiva egenska- per. Snabbkylningssteget genomföras för-att materialet vid svets- fegen åter skall stelna.

Snabbkylningen måste omedelbart följas av tryckbehandling eller varmtryckbehandling av svetsfogen. Detta innebär att snabb- kylning enligt uppfinningen ej innefattar att den tryckbebandlade eller varmtryckbehandlade svetsfogen får svalna vid omgivningsbe- tíngelser. Det har nämligen överraskande visat sig att snabbkyl-I ning efter stegen innefattande smältning av de två termoplastkan- terna och sammanfogning av dessa kanter under tryck, dvs omedel- bart efter bildandet av svetsfogen,i.pmfidikaivendigennedfïrzæt svetsfogen får förbättrade egenskaper med avseende på dielektris- ka egenskaper, slaghållfastbet och nedtryckningsböjhållfasthet kring svetsaxeln. Snabbkylning kan exempelvis genomföras genom 'att den behandlade fogen neddoppas i vatten.

För att undanröja problemet med minskad draghâllfasthet, låg slaghållfasthet och hög relativ felfrekvens i det dielektris- ka testet och de problem som beror på att en rundad sträng ut- sträcker sig längs svetsens longitudinella längd har en apparat utvecklats som visas i sin enklaste form i fig 2. I fig 2 visas en isolerande remsa 19, som enligt en föredragen utföringsform utgöres av ett keramiskt material eller en högtemperaturplast, R (lUAUTy g 'ananas-s 7 såsom Torlon, som utgör en polyamid. En remsa 21, företrädesvis av titaniumlegering 6AlüB uppvisande en tjocklek av 0,30 mm och en bredd av 25 mm är anordnad över den isolerande remsan 19. Så- som framgår av figuren har den isolerande remsan 19 den dubbla \I'c funktionen av ett elektriskt isolerande material och värmeisole- rande material och såsom en mekanism för snabbkylning av bland annat remsan 21.

I glödgat tillstånd har remsan 21 en elektrisk resistivi- tet av cirka 160 uncm, utmärkt korrosionsbeständighet och en drag- LW brottgräns av 90 MPa vid rumstemperatur. Legeringens höga håll- fasthet är lämplig för att den skall motstå de lokala tryckkraf- ter som alstras när den först kommer i kontakt med den rundade svetssträngen. Den höga hållfastheten är också lämplig på grund av krafter som uppkommer på titanremsan när denna utsättes för \Ii höga temperaturer. När exempelvis titanremsan upphettas till 230-26000 ökar dess längd på grund av termisk utvidgning. Däre- mot kan plastmaterialet utanför svetszonen, dvs området 13, vä- | ø sentligen hindra att området av strängen vid den upphettade rem- san 21 utvidgar sig eller sammandrages längs svetsfogen under 2G 2 förloppet innefattande krossning av strängen och kylning av bil- dad utjämnad sträng.

Följaktligen kan den longitudinella expansionen och kontrak- tionen av den upphettade remsan 21 ge upphov till en skjuvspänning mellan remsan 21 och svetssträngmaterialet. Detta skulle kunna ge upphov till sprickor i ytan av plastmaterialet och eventuell l'\." \H kastning av plastföremålet som bildas genom svetsningssteget. följaktligen utsattes titanlegeringsremsan 21 för en longitudi- nell dragspänning vid rumstemperatur som något överstiger den maximala termiska spänning som uppträder under upphettning och 50 kylning. Spänningen hålles konstant under upphettningen av rem- san 21 med känd teknik. Exempelvis kan denna spänning åstadkom- 'mas genom skruvar 55 och 56 såsom visas i fig 6. På detta sätt förblir varje punkt längs legeringsremsan 21 i väsentligen samma läge med avseende på strängen under upphettning och kylning och följaktligen förblir längden av den upphettade sektionen av rem- san 21 väsentligen konstant. Eftersom en spänning vid rumstempe- ratur av ungefär 2N MPa är nödvändig för åstadkommande av nödvän- dig spänning på remsan, vilken spänning reduceras väsentligt vid hög temperatur, måste remsans 21 hållfasthet vara ganska hög.

H0 Det är uppenbart att en dragbrottgräns av 90 MPa är mer än till- \)| \I\ ,,..._..._._....--_ _ . . ...VH-___ H_..-VV_.._...___...._.....___._._._.....P? 10 15 20 25 S0 55 H0 78-130353-8 8 räcklig för de spänningsvärden som induceras i remsan 21.

Såsom visas i fig 1 pressas den upphettade remsan 21 till- sammans med dess isolerande bärare 19 mot strängen ll så att den- na bringas att smälta och blir plastisk. Strängen pressas och utplanas mot svetsområdet. Under denna operation kommer det smäl- ta termoplastmaterialet att häfta vid denna remsa 21. Efter det att remsan har svalnat till under smältpunkten för termoplastma- terialet upphör vidhäftningen av remsan till termoplastmaterialet och remsan kan avlägsnas från materialet.

Det har visat sig att den svetsade fogen som har upphettats enligt uppfinningen måste kylas snabbt för att fördelarna innefat- tande förbättrad draghällfasthet, förbättrad hållfasthet och för- bättrade dielektriska egenskaper skall uppnås för materialet vid svetsfogen. Följaktligen är ett flertal hål 23 upptagna i remsan 21, varvid vart och ett av hålen står i förbindelse med övriga hål genom en kanal 25 utformad i den isolerande bäraren 19. En- ligt en utföringsform blåses sval luft genom kanalen 25 och ut genom hålen 23 och omkring det upphettade termoplastmaterialet såsom belyses med pilarna i fig 2. Därigenom kyles termoplastma- terialet och remsan snabbt varigenom önskvärd kristallin struktur uppnås, dvs det utplanade termoplastmaterialet uppvisar en slät, sluten yta uppvisande mycket låg dielektrisk relativ felfrekvens.

Den omformade svetssträngen bildar ett plant tillsatsskikt av ma- terial som lamineras till utgångsmaterialet. Följaktligen redu- ceras väsentligen möjligheten till en liten spricka i svetsen som skulle ge upphov till icke önskvärd läckning.

Fig 3 och U visar en föredragen utföringsform av apparaten enligt uppfinningen. 29, exempelvis framställd av keramik eller en mot hög temperatur beständíg plast, ett spår 35 som utformats genom centrum därav uppvisande ett flertal tvärgående spår 33 av relativt liten stor- lek utformade längs längden av den isolerande remsan 29. över den isolerande remsan 29 är ett upphettningsband eller en upphettnings- remsa 31 placerad som företrädesvis är framställd av titanlegering- en EALÄV uppvisande en tjocklek av 0,30 mm och en bredd av 25 mm.

Denna remsa utsättes såsom påpekats tidigare i samband med be- Såsom visas där uppvisar en isolerande remsa 'skrivningen av den i fig 2 visade utföringsformen, initiellt vid rumstemperatur för en spänning vid ett värde som är större än den maximala spänningen på grund av upphettning för att remsan skall hållas på plats och i samma läge med avseende pâ termoplaststräng- |...| UI 20 30 ÄO 7813035-8 en under varmutjämningsoperationen.

I den i fig 3 visade utföringsformen suges omgivningsluft in genom spåren 33 medelst en vakuumpump (ej visad) som upprättar ett reducerat lufttryck av 0,2 at. Genom att sval omgivningsluft suges in genom spåren 33 uppnås en mer homogen fördelning av luft omkring remsan 31 och den utplattade strängen och följaktligen en mer homogen kylning av remsan 31 och det utplattade termoplast- materialet.

Spåret 35 bör uppvisa en relativt sett mindre bredd för att utgöra en bärare för remsan 31 och följaktligen måste spåret vara djupt för att den insugna luften från var och en av spåren 33 skall ledas till vakuumpumpen. Dessutom bör spåren 33 vara tillräckligt breda för att tillhandahålla en stor avsvalningsyta för remsan 31 men bör ej vara så breda att remsan 31 ej erhåller adekvat stöd.

Enligt en föredragen utföringsform är spåren 33 1,7 mm bre- da och endast 0,17 mm djupa, varvid varje spår åtskiljes av ett i,3 mm brett parti. Denna spårstruktur är utformad för att böj- ningspåkänningen i remsan 3l skall hållas låg och för att samti- digt en relativt stor yta mellan remsan och kylluften skall till- handahållas. Under upphettningscykeln kan samtidigt spåren verka såsom isolatorer som förhindrar en stor värmeöverföring till iso- latorerna 29. Den centrala kanalen 25 är djup och smal så att den uppvisar en mycket liten yta i förhållande till remsan 31 som skulle kunna inducera tvärgående böjpåkånningar under det att den samtidigt uppvisar en tillräckligt stor tvärsnittsyta för att luften från spåren 33 skall ledas till vakuumpumpen.

Enligt den i fig 2 och 3 och H visade utföringsformen blir när elektricitet ledes genom remsorna 21 och 31 dessa tillräckligt varma för att strängen ll som visas i fig l skall överföras till omkring eller över smälttemperaturen därför. Bäraren 20 för isola- torerna 19 eller 29 och ramsan 21 eller 31 pressar den upphettade remsan mot strängen så att strängen utplanas mot svetsområdet tills det är väsentligen plant. Det åter upphettade svetsmaterialet bindes därefter till plasten i svetsområdet såsom belyses i tig 5 så att en förbättrad svetsfog bildas. Fogen i fig 5 visas ej skalenligt för att det klart skall framgå hur den utjämnade sträng- en bildar ett tunt extra skikt av bundet plastmaterial vid svets- fogarna.

I fig 6 visas en förenklad tvärsnittsvy av en apparat för framställning av batteriglas med användning av utföringsformen i S10 15 20 25 30 35 -H0 7813035-så 10 fig.3; Remsan 31 är anordnad över det isolerande materialet 29 som i sin tur uppbäres på en stålram 60 som definierar ett slutet rum S. Rummet S står i förbindelse med en vakuumpump BH och utmyn- nar i kanalen 35 som i sin tur står i förbindelse med spåren 33.

En strömkälla 36 är ansluten till remsan 31 genom en ledning 38 för koppling av elektrisk ström till denna. När vakuumpumpen är i drift suger den luft under reducerat tryck över remsan 31 och svetsfogområdet och bägge dessa kyles. En kopparbeläggning 57 (som för enkelhets skull visas i förstorad skala) är anordnad på remsan 31 på sådana området av remsan 31 som ej kommer i kontakt med plastmaterialet'för förhindrande av överhettning av remsan i sådana unråden.

Remsan 31 måste hållas under spänning såsom indikerats ovan med hänvisning till fig 2. Skruvar 55 och 56 belyser schema- tiskt en anordning för uppnående av denna spänning; men uppenbar- ligen finns det många ekvivalenter som i stället kan användas.

När skruven 56 åtdrages lindas en ände av remsan 31 upp varigenom nödvändig spänning på remsan 31 åstadkommes. Såsom framgår av fig 6 är det isolerande materialet 29 varpå remsan 31 uppbäres an- ordnat på en plan yta. Emellertid behöver ej ytan som uppbär det isolerande materialet vara plan utan kan uppvisa en yta som över- ensstämmer med ytan av termoplastarbetsstycket vid svetsfogen.

Om sålunda två termoplaströr svetsas samman kan ytan vara ringfor- migt eller cylindriskt utformad. En anordning innefattande en kolv och en cylinder påverkar ramen 60 så att kontakt åstadkommes med svetsfogen Ål. a g En andra apparat 58 belyses schematiskt på den motsatta si- dan av svetsfogen Ul av plastmaterialet lü och tjänar för upphett- ning och utjämning av bildad sträng på den andra sidan av svets- fogen Hl.i Exempel Med användning av apparaten som visas i fig 6 tillämpades den i fig 3 och H belysta utföringsformen för framställning av ett batteriglas av en propenetensampolymerblandning av den typ som visas i fig 7-9.

Det långsträckta batteriglaset i fig 8 och 9 innefattar två åndpartier 37 och 39, såsom visas i fig 7, som var och en är öppen upptill och som uppvisar en långsträckt öppen sida och tre långsträckta slutna sidor. Avståndet från ytan som definierar den långsträckta öppna sidan av vardera ändpartiet till dess mot- stående slutna sida är åtminstone flera gånger mindre än avstån- det från toppen till botten därav. I allmänhet är avståndet mel- 10 15, _ 20 25 30 35 HO fißPflilíflfil QUALITY 7813035 ~ 8 11 lan den öppna sidan och den motstâende sidan cirka l/H till l/13 av avståndet från toppen till botten av partierna 37 och 39. Var- dera ändpartiet 37 och 39 uppvisar en väggtjocklek som är väsent- ligen densamma från toppen till botten därav; dvs inget avsmalnan- de eller ytminskning uppstår från-toppen till botten och vartoch ettav ändpartierna 37 och 39 utgör en spegelbild av det andra par- tiet. sträckta ändpartier så att batteriglaset som belyses i fig 8 och fig 9 bildas. Förfarandet för framställning av batteriändpartierna 57 och 59 anges i USP U 118 265 vartill härmed hänvisas.

De huvudsakliga kraven på ett batteriglas är att det är resistent mot batterisyran, ej uppvisar läckage, väsentligen upp- visar exakta dimensioner, är resistenta mot krympning när batte- riet överhettas, uppvisar hög slaghâllfasthet för att kunna utsät- tas för olyckor under batteritillverkning och användning därav, uppvisar homogen bredd och längd från toppen till botten, dvs ingen ytminskning uppträder, uppvisar raka sidor som ej buktar ut eller in och uppvisar en kapacitet att kunna böjas och/eller deformeras under hantering för att söndersprickning av batterigla- Ändpartierna 37 och 39 varmsvetsas vid respektive lång- sen skall förhindras.

Såsom påpekats tidigare bildas när respektive kanter av ändpartierna 37 och 39, som belyses i fig 7, upphettas till smält- temperaturen och därefter sammanbindes med varandra så att en svets bildas, det smälta plastmaterialet och utsidan av glaset av den i rig 1 och fig 8 och 9 belysta typen. strängar ll på insidan ' Efter det att svetsfogen inklusive strängarna har kylts anordnas isolatorn 29 och bandet 21 såsom belyses i rig 3 längs såväl in- sidan som utsidan av svetsomrâdet mot strängarna som bildats under _det initiella svetssteget med användning av en apparat av den typ som belyses i fig 6.

Titanlegeringsremsan 21 upphettas därefter under ett tids- intervall som varierar från 2,5 sekunder till mer än 20 sekunder under det att den pressas mot strängarna. Därigenom smälter strängarna och planas ut mot det upphettade svetsområdet 13 så- som belyses i fig l varigenom en plan svetsfog bildas såsom bely- ses i fig 5. Remsan 21 och den utplanade strängen kyles därefter genom att luft av rumstemperatur suges genom spåren och genom ka- nalen utformade i den isolerande remsan 29. Efter det att den utplanade strängen har svalnat tillräckligt för att ej längre häfta vid remsan 21 avlägsnas remsan och den isolerande bäraren varvid det färdiga svetsade batteriglaset erhålles. 10 15 20 25 30 35 7813035-8 12 Det har visat sig att när längre upphettnings- och kylnings- tider användes ökar punktslaghållfastheten för svetsfogarna. Det har emellertid också visat sig att om längre upphettningscykelti- der användes kastar sig batteriglaset, speciellt vid den övre änden intill den öppna änden av glaset, dvs glaset buktar inåt eller ut- åt i en icke godtagbar utsträckning. Kastningen som uppstår vid e långa upphettningstider beror uppenbarligen på den krympning som uppträder i plastmaterialet efter det att detta har upphettats till smältpunkten. Materialet i området varöver strängen utpla- nas bringas sålunda till en temperatur vid eller nära smältpunk- ten därför och krymper följaktligen under svalnandet då däremot det omgivande materialet som ej har upphettats på nytt ej krymper.

En metod för undanröjande av kastningsproblemet innebär att de svetsade batteriglasen förupphettas till 80-90°C före ut- jämningsförloppet. Detta medför att hela glaset krymper något vid svalnande och följaktligen reduceras avsevärt skillnaden i krympning mellan materialet närliggande svetsen och återstoden av batteriglasetf Denna metod är emellertid ej önskvärd vid en pro- duktionslinje eftersom den förlängda svalningscykeln som fordras med förupphettade glas väsentligt ökar den totala tillverknings- tiden för batteriglasen. Det har därför upptäckts att genom an- vändning av en mycket kort upphettningstid av 3-Ä sekunder och upphettning av titanlegeringsremsorna till en högre temperatur kan en förbättrad svets uppvisande hög punktslaghållfasthet utan någon väsentlig kastning uppnås. Kastningsgraden reduceras ytter- ligare genom användning av en metod innefattande insugning av re- lativt sval omgivningsluft under remsan 31 varvid batteríglasma- terialet intill remsorna kyles. Detta medför att en smalare zon av upphettat plastmaterial utsättes för krympning som i sin tur reducerar förvridningen av väggarna av batteriglaset på grund av krympning. Med användning av en relativt kort upphettningstids- cykel och insugning av luft från området som omger det upphetta- de plastmaterialet kan följaktligen den totala tidscykeln för behandling av svetsfogen hållas lägre än 30 sekunder.

Uppfinningen har ovan beskrivits med hänsyn till föredrag- na utföringsformer därav. Det är emellertid uppenbart för fack- mannen att många variationer och modifikationer av uppfinningen är möjliga. _--_--_--------_--------

Claims (7)

7813035-8 \'$ Patentkrav

1. Förfarande för förbättring av en varmsvetsfog (10, 12) bildad mellan två termoplaststycken, vilka stycken har sammanfo- gats så att en svets bildats varvid en sträng bildats längs åt- minstone ena sidan av svetsens längd, k ä n n e t e c k n a t av: (a) att svetsfogen (10, 12) och termoplastmaterialet i när- heten därav utsättes för en förhöjd temperatur och ett förhöjt tryck som är tillräckligt för att temperaturen av termoplastmate- rialet skall höjas till åtminstone omkring smälttemperaturen därav och som är tillräckligt för att termoplastmaterialsträngen skall pressas plant mot svetsfogen; och (b) snabb reducering av temperaturen av det upphettade termoplastmaterialet till åtminstone under smälttemperaturen för termoplastmaterialet genom att omgivningsluft insuges omkring det utpressade termoplastmaterialet.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av: att upphettningssteget innefattar att en elektriskt ledande remsa (31) av relativt hög resistivitet tillhandahållas och att en ström ledes därigenom så:att tillräckligt med värme alstras för att termoplastmaterialet skall smälta, och att upphettningsremsan skfimes mot strängen under ett tryck sådant att den kombinerade effekten av värme och tryck sammantrycker strängen tills denna är väsentligen plan; varvid temperaturreduceringssteget innefattar snabb kylning av området som definieras av den väsentligen utpla- nade strängen, genom sugning av omgivningsluft under reducerat tryck över området.

3. Apparat för genomförande av förfarandet enligt krav 1 för förbättring av en varmsvetsfog (10, 12) bildad mellan två stycken termoplastmaterial, vilka två stycken har sammanfogats så att en svets bildas varvid en sträng har bildats längs åt- minstone ena sidan av svetsens längd, k ä n n e t e c k n a d av: en anordning (31) för upphettning av svetsfogen (10, 12) av termoplastmaterial till åtminstone omkring smälttemperaturen för termoplasten; en anordning (33, 35) för snabb reduktion av tempe- raturen av termoplastmaterialet i och íjnärheten av svetsfogen till åtminstone under dess smälttemperatur.

4. H. Apparat enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att den temperaturreducerande anordníngen innefattar en anordning (29) för uppbärande av upphettningsanordningen (31), vilken upp- bäringsanordning uppvisar en öppning (35) i centrum därav varöver upphettningsuknönhræn är anordnad; och en anordning (3Ä) för sug- “hfl r - VL . ' *ï -a>'.'J~1...- - i . ,.'^'....«.1¿ ,i~; nä. ti7813035-8 s m ning av omgivningsluft över svetsfogen, förbi upphettningsanord- ningen (31) och genom öppningen.(35).

5. Apparat enligt krav H, k ä n n e t e c k n a d därav, att upphettningsanordningen innefattar en elektriskt ledande remsa (31) av titanhaltigt material och en anordning (38) för an- slutning av en elektrícitetskälla (36) till remsan.

6. Apparat enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att upphettningsanordningen utgöres av en remsa av elektriskt ledande materiel (31) av hög elektrisk resistivitet; en anordning (38) för anslutning av elektrisk energi till remsan; au;tempææwur_ reduceringsanordrfingen innefattar en anordning för uppbärände av remsan uppvisande åtminstone en öppning (35) i centrum därav, vilken remsa är anordnad över öppningen; en ram (60) definierande ett slutet rum och uppvisande en öppning (35) i en yta därav för förbindelse mellan utsidan av ramen och det inneslutna rummet, vilken remsa (31) och vilken bäraranordning (29) uppbäres av ramen (60) så att öppningen i bäraren står i förbindelse med öppningen i ytan; och en anordning (3U) som står i förbindelse med det inneslutna rummet, för sugning av omgivningsluft från området omkring remsan genom öppningen i bäraren (33) och genom öppningen i ytan (35) av ramen in i det slutna rummet. _

7. Apparat enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar en anordning (55, 56) varigenom remsan (31) kan utsättas för en förspänning så att remsan när elektricitet ledes därigenom ej förskjutes med avseende på termoplastmaterialet.